2. Автоматизация. Основные этапы развития

Процесс развития автоматизации прошел ряд стадий, причем каждая стадия связана с соответствующим уровнем развития техники, производства.

Как уже отмечалось для точного соблюдения технологического регламента процессом, установкой или отдельным аппаратом необходимо управлять. Управление осуществляется с помощью средств механизации и автоматизации.

Первым этапом автоматизации является механизация (частичная, затем полная). Первоначально все задачи управления решал непосредственно человек. Он вручную открывал / закрывал задвижки, краны изменяя потоки вещества или энергии, оценивал, в основном "на глаз", ход процесса и принимал соответствующие решения.

С усложнением производства потребовалось более точное управление. Появились приборы для измерения температуры, давления, расхода, уровня и т.д. Механизировались многие операции – открытие и закрытие различных задвижек, заслонок, кранов, перемешивание продуктов реакции осуществлялось человеком с помощью различных механизмов. В механизированном производстве человек принимает непосредственное участие в процессе управления, но освобожден от тяжелого физического труда. Основная задача, которая ложится на человека – это принятие решения.

Механизация приводит к облегчению труда, уменьшению численности персонала, увеличению производительности труда. Это первый этап автоматизации.

С дальнейшим усложнением производства (высокое давление, температура, высокие скорости протекания химических реакций) человек уже не в состоянии своевременно принимать решения.

Он обладает инерционностью, утомляемостью, ему требуется время на обдумывание и принятие решений. К таким процессам относятся атомные реакторы, производство полиэтилена высокого давления, мощные паровые котлы и т. д. Часть функций управления, связанных с принятием решений, стали возлагаться на автоматическую систему управления или, говоря проще, на автоматические регуляторы, которые без непосредственного участия человека открывали / закрывали , регулирующие клапаны, задвижки, заслонки и т. д., обеспечивая требуемые значения технологических параметров.

Современный этап развития автоматизации характеризуется широким применением вычислительной техники для управления производством (системы управления на базе микроэвм и микроконтроллеров).

Однако, любая современная система управления предполагает участие человека в процессе управления.

2. Автоматизированная система управления - асу

АСУ – это человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности. Управлять можно с различной эффективностью.

Процедура оптимизации предполагает выбор такого варианта управления, который доставляет минимум ( или максимум – в зависимости от задачи) некоторому критерию, характеризующему качество управления. Приведенное выше определение имеет достаточно общий характер, понятие управление понимается в широком смысле. Рассмотрим частные случаи АСУ, имеющие непосредственное отношение к изучаемому курсу.

1.3.1. Автоматизированная система управления предприятием-АСУП

АСУП—предназначена для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельностью промышленного предприятия в целом и (или) его самостоятельных частей. Задача управления предприятием является достаточно сложной. К числу основных задач, решаемых в рамках АСУП, относятся экономические. Одним из основных критериев ( если не основным) управления предприятием является прибыль. Можно считать, что целью управления является максимизация прибыли при заданных ограничениях. К числу таких ограничений можно отнести выход продукции, требования к качеству, номенклатура продукции и др.

По выполняемым функциям система управления подразделяется на несколько уровней, отличающихся как сложностью структуры, так и сложностью решаемых задач

Не претендуя на полноту, перечислим основные задачи управления нефтеперерабатывающим предприятием (производством):

Выпуск продукции требуемой номенклатуры удовлетворяющей заданным показателям качества (октановое число, температура вспышки, вязкость, содержание серы и т.д.) и минимуму (или максимуму – прибыль) некоторого экономического критерия качества.

При этом должна обеспечиваться весьма важная задача – безопасность производства. Это задача предотвращения аварийных ситуаций, так и аварийного останова при возникновении критических ситуаций (противоаварийная защита – ПАЗ). Это, подчеркнем еще раз, объясняется высокой потенциальной опасностью процессов нефтепереработки и нефтехимии

Сформулированная задача является общей для любого производства и разбивается на ряд подзадач, образующих некоторую сложную горизонтальную и вертикальную иерархическую структуру взаимосвязанных подзадач.

1. Для выполнения плановых показателей (или договоров с поставщиками и потребителями продукции) нужно оценить возможности предприятия с учетом сложившейся конъюнктуры на рынке и экономических показателей производства.

2. Для достижения необходимых экономических показателей требуется оптимизировать структуру процесса переработки сырья и т.д. (например, сколько аппаратов того или другого вида требуется задействовать, как их подключить –последовательно, параллельно)

3. Наконец необходимо рассчитать режимные параметры отдельных установок (аппаратов) для обеспечения номенклатуры продукции заданного качества

4. Далее необходимо обеспечить поддержание заданных режимных параметров в аппаратах (например, температура верха колонны, время пребывание в реакторе и т.д.). Кроме того, необходимо оперативно изменять режимные параметры при изменении качества сырья или по каким либо другим причинам.

Мы видим, что задача управления является многоуровневой. Сама система управления состоит из нескольких подсистем (основные и вспомогательные).

Крупно их можно разделить на две подсистемы:

1. Подсистема планирования

2. Подсистема исполнения

В последние годы широко внедряются интегрированные системы управления, решающие различные задачи производства с единой базой данных.

Сюда входят подсистемы бухгалтерия, учет и планирование ресурсов, планирование производства и т.д